基於simulink的簡易電機電力系統建模與模擬效能分析

可编程芯片开发發表於2024-08-02

1.課題概述

一個50HZ的簡單電力系統如下圖所示,在Simulink中建立模擬模型研究該系統的效能。

發電機G採用“Synchronous Machine pu Fundamental”模型,變壓器T採用“Three-Phase Transformer(Three Windings)”模型,輸出線路L採用“Three-Phase Series RLC Branch”模型,負荷LD2,LD2採用“Three-Phase Series RLC Load” 模型。

呼叫SIMULINK中的響應模組:

線路引數的設定原則:忽略電容,X/R=3,線路透過發電機額定功率使首末端壓降約為0.05PU; 其配置規則如下所示:這裡要求忽略電容,那麼則沒有電容,所以C=inf

2.系統模擬結果

3.核心程式與模型

版本:MATLAB2022a

4.系統原理簡介

電機電力系統是電力系統和控制系統中最重要的部分之一。對於電機控制和電力系統分析,建模和模擬成為不可或缺的工具。

一、電機電力系統的基本原理

電機電力系統主要由電源、電機、控制系統和負載組成。電源提供能量,電機作為轉換器將電能轉換為機械能,控制系統調節電機的執行狀態,負載則是電機的輸出端。在這個系統中,電機是核心,其型別和控制方式直接影響整個系統的效能。

二、Simulink的基本原理和數學公式

Simulink是MATLAB的一個元件,主要用於系統建模、模擬和分析。Simulink提供了大量的模組庫和數學函式,使使用者可以方便地建立各種系統模型,透過數學公式描述系統的動態行為。

在電機電力系統的建模中,我們通常使用Simulink的電力系統模組庫。這個庫提供了各種電力系統的元件,如電源、電機、電阻、電容等。我們可以根據系統的需求將這些模組組合起來,構建出完整的電機電力系統模型。

三、簡易電機電力系統的建模與模擬效能分析

系統建模

首先,在Simulink中新建一個模型,然後從電力系統模組庫中拖入電源、電機、控制系統和負載等模組,並將它們連線起來形成一個完整的系統。在這個過程中,我們需要根據具體的系統需求選擇合適的模組和引數。

數學公式實現

在建立好系統模型後,我們需要根據系統的動態行為,使用數學公式來實現控制邏輯。在Simulink中,可以使用MATLAB函式來實現數學公式。例如,我們可以使用MATLAB函式來計算PID控制器的輸出值。

系統模擬效能分析

完成數學公式的實現後,我們可以執行模擬來分析系統的效能。Simulink提供了各種模擬的配置引數,如模擬時間、模擬步長等。透過調整這些引數,我們可以觀察系統在不同條件下的表現。同時,我們還可以從圖表中提取各種效能指標,如響應時間、超調量等,並對這些指標進行分析。

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